基于C#語言運用Redis 實現秒殺的設計與實現

張云飛

（天才在線（北京）科技有限公司，北京市 100094）

在互聯網高速發展的今天，網購和搶票在我們生活中越來越常見，尤其是近年來網絡直播帶貨如雨后春筍，遍布我們的周圍。各個平臺都會對應出很多優惠秒殺的活動來吸引消費者，在流量大量負載的情況下，輕松應對秒殺等環節就顯得尤為重要。通過運用Redis 實現秒殺的場景，能夠輕松應對極高負載下的數據請求，以保證數據準確的同時，減輕服務器壓力，提升系統的工作效率。

一、Redis 簡介

REmote DIctionary Server（Redis）是一個由 Salvatore Sanfilippo 寫的 keyvalue 存儲系統。Redis 是一個開源的使用 ANSI C 語言編寫、遵守 BSD 協議、支持網絡、可基于內存、分布式、可選持久性的鍵值對（Key-Value）存儲數據庫，并提供多種語言的 API。

Redis 是一個速度非常快的非關系數據庫（non-relational database），它可以儲存鍵（key）與5 種不同類型的值（value）之間的映射（mapping），可以將存儲在內存的鍵值對數據持久化到硬盤，可以使用復制特性來擴展讀性能，還可以使用客戶端分片來擴展寫性能。

二、Redis 優勢

性能極高；豐富的數據類型-Redis 支持二進制案例的 Strings,Lists,Hashes,Sets 及 Ordered Sets 數據類型操作；原子–Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功執行要么失敗完全不執行。單個操作是原子性的。多個操作也支持事務，即原子性，通過MULTI和EXEC 指令包起來；豐富的特性–Redis 還支持 publish/subscribe,通知,key 過期等等特性。

三、C#簡介

C#是可用于創建要運行在>NETCLR 上的應用程序的語言之一，它從C和C++語言演化而來，是Microsoft 專門為使用.Net 平臺而創建的。是一個現代的，通用的，面向對象的編程語言。

四、C#特點

現代的，通用的編程語言，面對對象，面向組件，容易學習，可以在多種計算機平臺上編譯，.Net 框架的一部分；快速地構建一個應用，設計美觀的用戶界面，構建令人贊嘆的可視化程序，專注于解決你的實際問題。

五、SQLServer 簡介

SQLServer 是由美國Microsoft 公司研發出來的一種可擴展，高性能的關系型數據庫管理系統（RDBMS）。主要功能就是同各種數據庫建立聯系。

六、SQLServer 特點

用戶界面圖形化，管理數據更加明朗清楚；工具非常豐富，可選擇性強；集成WindowsNT，高性能設計；伸縮性很好，可跨越多平臺使用；有強大的事務處理功能，確保數據的完整性。

七、總體設計

本系統一共分為商品模塊，秒殺模塊，消費模塊三個模塊。由商家 進行商品的上架和設置秒殺個數，開始時間等設置，消費者在秒殺開始后，進行秒殺，秒殺成功的消費者進行支付，商品去庫存，秒殺失敗的消費者給予失敗提示。

（一）設計思路

第一，數據寫在內存當中，而不是硬盤當中。在大數據并發的情況下，傳統模式中，如果頻繁請求數據庫實時獲取庫存，寫入數據等操作會給服務器帶來很大的壓力，導致服務器宕機。通過Redis 將數據寫入內存，內存的讀寫速度比SSD 硬盤快不止10倍，比普通硬盤快百倍。因此，將數據先寫入內存，就能使系統運算能力提升上千倍。設計思路如圖：

第二，進行異步操作，而不是同步操作。同步操作在面對大并發時，需要準備大量的服務器來應對，但是秒殺場景屬于短時大并發，有很明顯的波峰和波谷，應對短時大并發購買大量服務器在經濟上不合算。另一個，一條完整的程序請求鏈有時可能需要很長時間，讓用戶一直等待，體驗很差，異步操作可以在后臺持續運行，用戶請求后直接返回。處理能力會有很大的提升。

第三，分布式處理。可以安排多臺服務器參與，把海量用戶的請求分散到各個服務器上，減少單個服務器壓力。

八、各模塊功能設計

（一）商品模塊

此模塊分為商家界面和用戶界面兩種。主要是實現商品的發布，上架，設置秒殺時間和秒殺數量，展示在用戶界面。

第一，商家界面。1.商品發布：該功能主要是商家進行商品的發布上架，設置商品信息，圖片等介紹，設置是否開啟秒殺，秒殺時間，秒殺數量等信息，保存后儲存到SqlServer 數據庫中。2.商品管理：該功能是將商家發布的商品進行展示，商家可以管理自己發布的商品，進行下架，刪除，修改，發物流等操作。3.查詢功能：商家可以輸入需要查找的商品關鍵字，模糊搜索查找到對應的商品。還可以查看各個商品下那些人購買過等詳情。

第二，用戶界面。1.用戶登錄：用戶輸入用戶名，密碼登錄系統，系統會檢查用戶名，密碼是否存在，是否合法。2.商品查看：該功能主要是展示商家發布出來的商品列表，用戶可以點擊商品查看各個商品的詳細信息。3.查詢功能：用戶可以查詢自己購買的商品的詳情，可以進行退貨退款或者確認收貨等操作，還可以看到物流等信息。

（二）秒殺模塊

對于秒殺的商品，頁面會有秒殺開始倒計時，秒殺開始后，用戶在商品詳情頁面進行秒殺操作，提交用戶信息和商品信息到后臺，通過程序進行秒殺實際操作。系統先根據商品id 獲取到商品可以秒殺的總數量，寫入到Redis 緩存當中，一個秒殺請求進來，加鎖，先判斷根據設置的Redis的Key，看是否能找到這個緩存的Value，如果找不到，則根據商品id 獲取已經秒殺成功的數量+1 放入redis 緩存中，判斷當前Key的Value和秒殺總數相比，如果當前數量<=秒殺總數，則放到異步中進行數據交互，否則直接返回false 提示秒殺已沒庫存。異步采用的是RabbitMq 消息隊列，特點是先進先出，一次只能執行一條數據，不會造成數據擁擠，完美的解決了并發。主要代碼如圖：

（三）消費模塊

該模塊就是針對已秒殺成功的用戶，進行支付的操作，調用喚起微信支付等操作進行支付功能，不做過多描述。支付成功后，系統拿到成功返回值，提示用戶支付成功，商品變成待收貨狀態，可以在待收貨中查看并可以進行退貨等操作。提示商家該物品已完成支付，可以進行發貨等操作。

九、數據存儲

數據的存儲至關重要，數據庫表設計的好壞直接影響系統運行的速度。本系統用的是SqlServer 數據庫。1.商品主表：表字段主要有主鍵id（自增），商品名稱，商品內容，發布用戶ID，是否秒殺，數量，創建時間，商品狀態。2.用戶主表：表字段主要有主鍵ID（自增），用戶名，密碼，用戶類型，創建時間，用戶狀態。3.用戶購買商品記錄表：表字段主要有主鍵ID（自增），商品ID，用戶ID，創建時間，狀態。4.物流表：表字段主要有主鍵ID（自增），用戶購買記錄表ID，商品ID，用戶ID，物流信息，狀態，創建時間。

十、結語

互聯網高速發展的今天，各種電商，自媒體等平臺勢頭越來越盛，大家隨時隨地都在享受網購帶給人們的便利，各種秒殺活動也越來越多，大數據高并發成了平臺不得不面對的山峰。本設計利用Redis 將數據寫入內存，大大提升了讀寫速度，數據請求中80%都是讀的請求，利用Redis 讀寫分離，把讀數據的速度提升上千倍，自然運行速度提升，服務器壓力減小，使得同量級的服務器能承載更大數據量訪問，也使得服務器相對穩定。在實際應用中是非常推薦的。